[發(fā)明專利]一種基于高溫波導(dǎo)桿的聲發(fā)射監(jiān)測系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310334346.4
• 申請日: 2023-03-31
• 公開（公告）號: CN116381056A
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅利佳;王偉達(dá);麻俊銘;包士毅
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01N29/22
• 分類號: G01N29/22;G01N29/14
• 代理公司: 浙江千克知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33246
• 代理人: 冷紅梅

本發(fā)明涉及化工設(shè)備結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測領(lǐng)域，具體涉及一種基于高溫波導(dǎo)桿的聲發(fā)射監(jiān)測系統(tǒng)。包括波導(dǎo)桿、聲發(fā)射傳感器以及固定裝置，所述固定裝置形成有用于容納聲發(fā)射傳感器的安裝槽，所述聲發(fā)射傳感器的一端通過固定裝置與所述波導(dǎo)桿連接，另一端連接有壓緊件，通過所述壓緊件將聲發(fā)射傳感器與波導(dǎo)桿壓緊連接。本發(fā)明適用于高溫環(huán)境下的設(shè)備監(jiān)測，克服了波導(dǎo)桿和聲發(fā)射傳感器接觸不穩(wěn)定、傳感器數(shù)據(jù)傳輸困難的問題，提高了化工設(shè)備聲信號的傳遞效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化工設(shè)備結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測領(lǐng)域，具體涉及一種基于高溫波導(dǎo)桿的聲發(fā)射監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)

聲發(fā)射是指材料局部因能量的快速釋放而發(fā)出瞬態(tài)彈性波的現(xiàn)象，有時也稱為應(yīng)力波發(fā)射。材料在應(yīng)力作用下的變形與裂紋擴(kuò)展，是結(jié)構(gòu)失效的重要機(jī)制。這種直接與變形和斷裂機(jī)制有關(guān)的源，被稱為聲發(fā)射源。利用接收聲發(fā)射信號研究材料、動態(tài)評價結(jié)構(gòu)的完整性稱為聲發(fā)射檢測技術(shù)，聲發(fā)射檢測技術(shù)在無損檢測領(lǐng)域具有重要地位，尤其適用于化工設(shè)備的結(jié)構(gòu)檢測、早期損傷預(yù)警和失效預(yù)防，能夠有效地檢測出材料中諸如裂紋擴(kuò)展、纖維斷裂以及其他形式損傷所形成的聲發(fā)射源，有效避免由于設(shè)備本身缺陷的存在而導(dǎo)致的安全事故等。

但是，聲發(fā)射系統(tǒng)中的聲發(fā)射傳感器在使用過程中往往由于使用環(huán)境的限制，無法直接安裝在試件上，例如高溫、深冷、核輻射和埋地等一些極端惡劣的工況，無法使用常規(guī)的聲發(fā)射傳感器進(jìn)行檢測，通常使用由金屬或陶瓷制成的波導(dǎo)桿將試件表面高溫或低溫端的聲發(fā)射波傳輸?shù)匠囟说膫鞲衅鳎▽?dǎo)桿、聲發(fā)射傳感器的結(jié)合是檢測過程中的常用手段。其安裝面不可避免會引起一定的傳輸衰減和波形畸變，是主要的信號衰減因素，目前通常采用粘接或磁性連接的方式將二者固定在一起。為了保證波導(dǎo)桿與聲發(fā)射傳感器之間信號的耦合度，就需要保證波導(dǎo)桿上端的安裝平面與聲發(fā)射傳感器的感應(yīng)面緊密貼合，但在高溫環(huán)境下，傳感器容易發(fā)生滑移，甚至脫落。

在中國專利CN?207472835?U中，提供了一種將聲發(fā)射傳感器布置到波導(dǎo)桿上的固定裝置，其目的是為了使波導(dǎo)桿和聲發(fā)射傳感器充分耦合，來減小聲發(fā)射信號的衰減。包括U型支架、緊固螺栓、可調(diào)節(jié)螺桿、錐臺、傳感器和波導(dǎo)桿；傳感器和錐臺之間涂有專用耦合劑，并通過U型支架上的緊固螺栓和可調(diào)節(jié)螺桿固定，用兩個可調(diào)節(jié)螺桿來固定U型支架，然后調(diào)整緊固螺栓使得緊固螺栓與傳感器實現(xiàn)緊密接觸，從而使傳感器固定良好。雖然該現(xiàn)有技術(shù)方案實現(xiàn)了傳感器的緊固，但在接觸面涂耦合劑粘接不適用于高溫環(huán)境，耦合劑融化失效，傳感器會因此發(fā)生滑移。

在申請?zhí)枮镃N?112578026?A的發(fā)明專利中，提供了一種連接緊密性好的聲發(fā)射傳感器的固定裝置，包括波導(dǎo)桿和圓柱形的聲發(fā)射傳感器；波導(dǎo)桿由桿體和設(shè)置在桿體上端的安裝臺構(gòu)成，所述聲發(fā)射傳感器的下表面為感應(yīng)面，聲發(fā)射傳感器的感應(yīng)面壓貼在安裝臺的上表面上。還包括套環(huán)和壓緊套，套環(huán)的上表面為坡面，壓緊套上端的內(nèi)壁上設(shè)置有一圈凸臺，所述凸臺的下表面也為坡面，且斜度與套環(huán)的上表面相配合。該現(xiàn)有專利取代了粘接、磁性連接的連接方式，但傳感器與導(dǎo)波桿不能直接接觸，導(dǎo)致了信號的傳輸衰減；且坡面相配合壓緊的方式穩(wěn)定性差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明基于上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，針對高溫環(huán)境下波導(dǎo)桿與聲發(fā)射傳感器可靠安裝困難，不能保證緊密貼合的問題，目的是提供一種基于高溫波導(dǎo)桿的聲發(fā)射監(jiān)測系統(tǒng)，克服了波導(dǎo)桿和聲發(fā)射傳感器接觸不穩(wěn)定問題，提高了化工設(shè)備聲信號的傳遞效率。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種基于高溫波導(dǎo)桿的聲發(fā)射監(jiān)測系統(tǒng)，包括聲發(fā)射檢測頭，所述聲發(fā)射檢測頭包括波導(dǎo)桿、聲發(fā)射傳感器以及固定裝置，所述固定裝置形成有用于容納聲發(fā)射傳感器的安裝槽，所述聲發(fā)射傳感器的一端通過固定裝置與所述波導(dǎo)桿連接，另一端連接有壓緊件，通過所述壓緊件將聲發(fā)射傳感器與波導(dǎo)桿壓緊連接。

通過設(shè)置固定裝置，將聲發(fā)射傳感器直接固定在波導(dǎo)桿表面，貼合穩(wěn)定可靠，且可適用于高溫環(huán)境；通過設(shè)置壓緊件軸向移動提供壓緊力，克服了波導(dǎo)桿和聲發(fā)射傳感器接觸不穩(wěn)定的問題，減少信號衰減，保證波導(dǎo)桿與聲發(fā)射傳感器之間信號的耦合度，提高了化工設(shè)備聲信號的傳遞效率。